Ученые обнаружили, что микробное разложение растений временно увеличивает молекулярное разнообразие почвы

Исследователи из Корнеллского университета выяснили, как меняется молекулярное разнообразие почвы в процессе разложения растительных остатков микроорганизмами. Это открытие важно для понимания механизмов хранения углерода в почве, что играет ключевую роль в регулировании климата.

Крупный план растворенного органического вещества, подготовленного для измерения с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения. Автор: Рейчел Дэвенпорт

Почвы содержат в три раза больше углерода, чем атмосфера и все растения вместе взятые. Новое исследование, опубликованное 10 декабря в журнале Nature Communications, показывает, что в первый месяц разложения мертвых растений микробами молекулярное разнообразие почвы растет, затем выходит на плато и после этого снижается.

«Почвы содержат так много органического углерода, что даже небольшие, постепенные изменения могут иметь огромное значение для атмосферы и, следовательно, для изменения климата», — отметил старший автор статьи, профессор Йоханнес Леманн.

В 2011 году Леманн и его коллеги опровергли старую теорию о том, что углерод накапливается из-за устойчивых растительных материалов. Они показали, что органический углерод почвы — результат сложных взаимодействий в экосистеме. В 2020 году была выдвинута теория, что большее молекулярное разнообразие может замедлять разложение и способствовать долгосрочному хранению углерода.

Для количественной оценки молекулярного разнообразия исследователи экстрагируют органическое вещество водой и идентифицируют соединения. Автор: Рейчел Дэвенпорт

Текущая работа впервые предоставила эмпирические доказательства того, что разложение растений действительно увеличивает молекулярное разнообразие, но только на короткий срок, достигая пика на 32-й день. Также впервые для отслеживания изменений в составе почвы из-за активности микробов был использован метод с «тяжелой водой», содержащей изотоп кислород-18 (¹⁸O).

Органическое вещество, растворенное в воде из почвенных инкубаций, используется для измерения разнообразия молекул. Автор: Рейчел Дэвенпорт

Следующим шагом для ученых станет изучение того, приводит ли большее разнообразие молекул, микроорганизмов и минералов в почве к увеличению запасов углерода. Если это подтвердится, можно будет разрабатывать стратегии поддержания такого разнообразия через методы ведения сельского и лесного хозяйства.

Больше информации: Rachelle E. Davenport et al, Decomposition causes short-term increases in functional molecular diversity of dissolved organic matter, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65990-8